2018 Fiscal Year Annual Research Report
Anomalous magnetic dynamics of spin systems with 2-dimensional honeycomb crystal structures
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15K05149
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
安井 幸夫 明治大学, 理工学部, 専任教授 (80345850)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊地 淳 明治大学, 理工学部, 専任教授 (90297614)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ハニカム格子 / 磁化曲線 / 磁気構造 / NMR / 中性子回折 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Li3Ni2SbO6ではTN=13.5Kで反強磁性転移を起こし、磁化曲線にはHc1=6TとHc2=16Tの2つの異常が観測されている。粉末中性子回折データの解析を継続するとともに磁化測定及び7Li核のNMRにより、磁化異常の正体や磁気構造を調べた。磁場配向試料による磁化曲線からスピンは面間方向に容易軸をもち、またHc1でスピンフロップ転移があることがわかった。中性子回折の磁気反射が(h k l) +(1/6 0 0)で指数付けできたので、a軸方向に6倍周期の磁気構造を仮定し解析を進めていたが、同時期に他グループより、(h k l) +(1/2 1/2 0)で指数付けし、ジグザク構造と呼ばれる磁気構造が提案された(A. I. Kurbakov et al.: PRB96 (2017) 024417)。この磁気構造を検証した結果、申請者らの実験結果と矛盾がないことがわかった。
Na3Co2SbO6およびNa2Co2TeO6では、TN=7K及び26Kで反強磁性転移を起こし、またHc=1.3T及びHc=8.2Tでそれぞれ磁化曲線に異常が現れる。この異常のメカニズムを解明するために、磁場配向試料の作成及び、T=1.4Kで52Tまでの超強磁場下で磁化曲線を測定した。磁場配向試料の作成を試みたが、配向は起こらなかったので両物質ともに磁気異方性は小さいと考えられる。23Na-NMRのスペクトルからも磁気異方性が小さいとの結果を得た。磁化曲線からはHcで磁化が急激に増加する振舞いを示す一方、52Tでも磁化が飽和せず磁場とともに磁化が徐々に増加した。この結果は一軸異方性もつ磁性体に通常現れるメタ磁性転移では説明することができず興味深い。Hcにおいてある種のスピンフリップが生じたが、スピンフリップ後でもスピンは飽和状態になく、磁場とともにスピンの向きがさらに移り変わっていると考えられる。
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